低合金钢具有高强度、高韧性、成本较低等优点广泛应用于化工、船舶、航天等领域，但其表面硬度低、耐磨耐蚀性差的特点使其应用受到了一定的限制。等离子氮化是目前应用比较广泛的材料表面改性技术之一。氮化处理后在合金钢的表面生成一层氮化层，使其硬度、耐磨性显著提高。传统的等离子氮化工作压力一般在300～1000Pa，受气体放电特性和电场效应的影响，常出现边缘效应，渗层均匀性差等问题。氮化气氛通常为单一的氨气或者氮气与氢气的混合，但其氮化物的耐磨耐蚀性能很难满足一些特定环境的要求。　　利用实验室自制的等离子渗氮设备对合金钢进行等离子氮化处理。采用不同直径的双层薄筒作为空心阴极，空心阴极放电使气体电离产生高活性的氮离子，同时空心阴极电极还可作为高效热源辐射加热样品。本文选用40Cr低合金钢作为研究材料，研究了低压、氮气与氨气比例、温度、时间等影响因素对氮化过程的影响。利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计(MVHT)、X射线衍射仪(XRD)和电化学工作站等测试仪器，对改性后的合金钢表面的渗层厚度、显微硬度、相结构等进行了测试，并对其耐磨耐蚀性能进行分析。　　结果表明，在低压下进行等离子氮化的样品性能能够达到与在传统压力下等离子氮化几乎相近的性能，从而达到了节约能源，减少排放的效果。不同NH3/N2比例对等离子氮化样品的化合物层厚度，硬度，相组成，耐磨耐蚀性能有着重要的影响。在NH3/N2=1∶4下，氮化样品具有最厚的化合物层厚度(12μm)，最大表面硬度大约980HV01，与氨气作为氮化气体的氮化样品相比，最大的表面硬度提高了0.3倍，化合物层厚度提高了2.2倍，并且耐磨耐蚀性能显著提高。同时，提高氮化的温度或者延长氮化的时间均有利于氮化过程的进行。